Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 16.Exercícios - Ex. 52
Enquanto você está sentado no seu carro, ao lado de uma estrada no campo, um amigo seu se aproxima em um carro idêntico. Você aciona a buzina do carro, que possui uma frequência de 260 Hz. Seu amigo também aciona a buzina, que é idêntica à sua, e você escuta uma frequência de batimento de 6,0 Hz. Com que velocidade seu amigo está se aproximando de você?
Passo 1
Fala galera, bora lá!
Para a resolução desta questão será feita uma análise considerando o Efeito Doppler causado e a sobreposição das ondas sonoras resultante entre a frequência do som do carro estacionário e a frequência aparente (modificada pelo Efeito Doppler) do carro em movimento.
Passo 2
Para determinação da frequência de um batimento (onda resultante da superposição de duas ondas que possuem frequências diferentes) utiliza-se a equação:
: frequência do batimento
: maior valor de frequência entre as duas ondas
: menor valor de frequência entre as duas ondas
Como a frequência da fonte sonora é a mesma do carro estacionário (260 Hz) e o carro em movimento está se aproximando, conclui-se que a frequência aparente será maior que a frequência do carro estacionário.
Passo 3
Determina-se o valor da frequência aparente:
Passo 4
A relação estabelecida entre as frequências da fonte sonora e do observador devido à ação do efeito Doppler, equivale a:
: frequência aparente ouvida pelo observador
: frequência real emitida pela fonte
: velocidade do som no meio considerado
: velocidade do observador
: velocidade da fonte sonora
Passo 5
Assim, determina-se a velocidade do carro em movimento (ciente de que a velocidade da fonte será negativa por ser contrária ao eixo orientado do observador à fonte sonora):
Sendo assim, a velocidade do carro equivale a:
Resposta
A velocidade do carro equivale a